Page 105 - 《精细化工》2022年第1期

第 39 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.39, No.1
202 2 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2022

功能材料
聚氨酯负载二元氧化物复合纤维膜的制备

及其对甲醛的氧化作用

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闫佳琪，张逸凡，蔡圣涵，孙超钦，黄锋林
（江南大学 教育部生态纺织品重点实验室，江苏 无锡 214122）

摘要：通过溶胶-凝胶法制备二氧化钛（TiO 2 ），水热法制备 γ 型二氧化锰（γ-MnO 2 ），以 TiO 2 /γ-MnO 2 /热塑性聚
氨酯（TPU）作为溶质，N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，通过静电纺丝制得不同 TiO 2 和 γ-MnO 2 掺杂量的复合纤
维膜，在空气过滤的同时高效氧化甲醛。利用 SEM、TEM、XRD、N 2 物理吸脱附仪、FTIR 和 UV-Vis 对复合纤
维膜的形貌、结构和氧化性能进行表征。结果表明，温度为 40 ℃，经碘钨灯可见光照射后，掺杂 TiO 2 和 γ-MnO 2
的质量分数为 8%的复合纤维膜具有最好的持续氧化活性，甲醛的转化率达到 90%左右，可在低温空气过滤条件
下实现负载少量氧化物的复合纤维膜高效氧化甲醛。
关键词：静电纺丝；氧化物；空气过滤；氧化；甲醛；功能材料
中图分类号：X511；TQ340.64 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 01-0095-06

Preparation of polyurethane loadedd binary oxides composite

nanofibrous membranes and their oxidation for formaldehyde

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YAN Jiaqi, ZHANG Yifan, CAI Shenghan, SUN Chaoqin, HUANG Fenglin
（Key Laboratory of Eco-Textiles, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu, China）

Abstract: Titania (TiO 2 ) and γ type manganese dioxide (γ-MnO 2 ) were prepared by sol-gel and hydrothermal
techniques, respectively. Polyurethane (TPU) composite nanofiberous membranes with different doping
amount of TiO 2 and γ-MnO 2 by electrospinning using TiO 2, γ-MnO 2 and thermoplastic polyurethane (TPU)
as solute and N,N-dimethylformamide as solvent. The composite nanofiberous membranes were used to
oxidize formaldehyde when the air was filtered. The morphology, structure and oxidation performance of
composite fiber membranes were characterized by SEM, TEM, XRD, physical adsorption and desorption
instrument, FTIR and UV-Vis. The results demonstrated that the composite nanofiberous membrane
containing 8% (mass fraction) TiO 2 and γ-MnO 2 nanoparticles had the best oxidation activity at 40 ℃, and
the formaldehyde conversion reached about 90%. The oxidation of formaldehyde could be efficiently
catalyzed by a composite nanofiberous membrane loaded a little amount of oxides under low temperature
air filtration.
Key words: electrospinning; oxides; airfiltration; oxidation; formaldehyde; functional materials

[6]
甲醛是室内污染的重要来源之一，其不仅会刺 和催化氧化法 。催化氧化技术能够将甲醛转化为
激人们的眼睛、呼吸系统、中枢神经系统和心血管 无毒的二氧化碳和水，解决了目前商业化应用最广
[1]
系统，甚至会导致癌症 。因此，对甲醛的去除一 泛的活性炭吸附法易饱和、产生二次污染等问题。
直是空气净化领域研究的热点。 但单一氧化物在室温环境中的氧化效率低，如 γ-
目前，国内外研究的室内空气净化方法包括： MnO 2 ，其具有较大的比表面积和均匀的球状结构，
[4]
[3]
[7]
[2]
通风换气法 、植物吸收法 、吸附法 、光催化法 [5] 但甲醛转化率为 90%时的温度仍高于 100 ℃ ；光

收稿日期：2021-06-04; 定用日期：2021-09-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210564
基金项目：江苏省重点研发项目（BE2017060）；博士后特别资助项目（169483）
作者简介：闫佳琪（1997—），女，硕士生。联系人：黄锋林（1979—），男，教授，E-mail：flhuang@jiangnan.edu.cn。